天文地球动力学是一门以天文手段研究地球各种运动状态及其力学机制的综合性学科。该学科不仅关注地球的整体自转和公转运动，还涉及到地球内部、地壳、水圈、大气圈等多个层次的物质运动。为了促进天文地球动力学的发展，天文地球动力学研究中心与中国科学院大地测量与地球物理研究所（武汉）和同济大学合作成立了“天文地球动力学联合研究中心”，旨在通过跨地区的合作来提升中国的学术地位，并推动科研力量的联合。

天文地球动力学的研究内容涵盖多个方面，主要包括地球自转变化的检测、分析和预报，自转变化的激发机制研究，海潮和固体潮的检测，天文常数测定等。此外，该学科还涉及全球板块运动和区域性地壳形变的测定和研究，地心位置和运动的测定，地面台站相对地心的位置和运动的测定和研究，地球参考架的建立和维持的研究。同时，天文地球动力学还研究恒星和致密射电源的位置和自行的测定，天球参考架的建立、扩充和维持，各种天球参考架的比较和连接的研究。另外，该学科还研究空间飞行器精密定轨理论和应用，GPS导航、定位和空间天气与气象学应用的研究，以及其他卫星导航定位系统的理论和应用研究。除此之外，天文地球动力学还涉及地平线变化的检测、分析和成因研究，海洋环流模型的建立、模拟和验证。地球重力场的检测、模拟，和精密重力场模型的建立研究，以及用重力场模拟数据反演地表(大气、海洋、水文和冰层)和内部(地幔对流)质量迁移过程，以及与地球长期气候变化的关系研究。行星地球内部结构、流体和磁流体动力学过程和耦合机制研究，以及它们在其它类地和气态巨行星上的应用研究。各种空间技术的观测和数据处理的理论、误差分析、数据处理软件系统的建立和改进研究。各种观测数据的收集、整理、以及数据库建立、维护和应用等。